一种基于施密特触发器原理的直流电机位置控制及消抖算法

黄 峰

(台州技师学院(筹)，浙江 台州 318000)

0 引 言

有刷直流电机由于转速高、结构及控制简单、成本低廉等优点，在家用、工业甚至航天等领域都得到了广泛应用。有刷直流电机应用中除了速度控制，在很多场景中也需要位置控制，例如机器人、阀门的转动角度控制、数控设备、雷达或火炮的随动系统等[1]。这些系统一般要求直流电机具有响应速度快、执行效率高、位置调节精确等特性。

由于直流电机内部参数时变、非线性的特点，使得直流电机位置伺服控制系统设计较为复杂。经典的直流电机伺服控制策略有反馈线性化、自适应鲁棒和滑模变等控制算法。反馈线性法在实际中常遇到数学模型难以建立的困难，自适应鲁棒法容易受强干扰影响导致系统跟踪性能变差，滑模变控制算法可能存在抖动现象[2-3]。基于上述因素，本文提出一种基于施密特触发原理的直流有刷电机位置控制及消抖算法，该方法已在实际产品中得以运用。据观测，本算法具有响应速度快、位置控制精度高、硬件要求低等优点。

1 控制系统硬件电路

1.1 硬件选型

本控制系统采用旋转角度传感器、微控制器、等硬件，其型号及元件参数如表1所示。

表1 有刷直流电机控制系统硬件主要清单

1.2 系统硬件框架图

经产品内部设计，直流有刷电机通过旋转轴带动产品内部齿轮箱，以促使电动阀门进行开关动作。旋转角度传感器(电位器)与齿轮箱输出轴连接，因此旋转角度传感器的输出电压代表了电动阀门的位置。……